1、 第六章第六章 增强剂增强剂6.1 6.1 概述概述6.2 6.2 增干强剂增干强剂6.3 6.3 增湿强剂增湿强剂 6.1 6.1 概述概述6.1.1 6.1.1 纸张结构简介纸张结构简介多层结构多层结构层间层间少有纤维交织，少有纤维交织，各层纤维之间各层纤维之间存在空存在空隙隙层间结合力较差层间结合力较差6.1.1 6.1.1 纸张结构简介纸张结构简介平面内平面内纤维相纤维相互交错排列互交错排列层内纤维间层内纤维间结结合力较强合力较强6.1.1 6.1.1 纸张结构简介纸张结构简介据观察，定量据观察，定量60g/m60g/m2 2的纸页由大约的纸页由大约1010层纤层纤维组成，维组成，层间
2、少有纤维交织层间少有纤维交织，主要靠分子，主要靠分子间力结合。间力结合。大量空气存在于各层纤维之间：纸的表观大量空气存在于各层纤维之间：纸的表观密度密度0.6-0.7g/cm0.6-0.7g/cm3 3,约为纤维密度的一半，约为纤维密度的一半，纸页中约纸页中约5050是纤维，是纤维，5050是是空隙空隙。提高纸张强度，提高纸张强度，提高纤维层之间的结合提高纤维层之间的结合。因分子间力小于氢键结合力因分子间力小于氢键结合力要提高纤维间结合力要提高纤维间结合力提高纤维层之间的结合提高纤维层之间的结合提高纤维间结合面积和结合力提高纤维间结合面积和结合力提高纤维间的氢键结合力提高纤维间的氢键结合力6.
3、1.2 6.1.2 纸张强度纸张强度纸页的强度：指纸页承受各种机械力时的纸页的强度：指纸页承受各种机械力时的抵抗力抵抗力。根据力的作用方式：根据力的作用方式：抗张强度抗张强度、撕裂强度撕裂强度、耐折强度耐折强度、抗弯强度抗弯强度、耐破强度耐破强度、表面强表面强度度、内部结合强度内部结合强度等。等。纸张是否被润湿：纸张是否被润湿：干强度干强度和和湿强度，湿强度，一般一般所指强度均为干强度。所指强度均为干强度。6.1.3 6.1.3 纸张强度产生原因纸张强度产生原因 纤维之间的结合则是纸张产纤维之间的结合则是纸张产生强度的主要原因生强度的主要原因 纤维之间的结合纤维之间的结合（1 1）氢键）氢键
4、：羟基：产生氢键羟基：产生氢键 加和性：加合值远大于其化学键能加和性：加合值远大于其化学键能 主要结合力：约主要结合力：约8080的强度由氢键结的强度由氢键结合合产生产生（2 2）离子键：）离子键：由阳离子电解质中的阳离子基团与纤由阳离子电解质中的阳离子基团与纤维上的阴离子基团电离后形成。维上的阴离子基团电离后形成。纤维之间的结合纤维之间的结合 （3 3）配位键：）配位键：很少很少，原来的配位理论认为铝，原来的配位理论认为铝离子通过配位键分别与纤维和松香结合。离子通过配位键分别与纤维和松香结合。（4 4）共价键）共价键 有机高分子可以直接和纤维形有机高分子可以直接和纤维形成醚键、酯键或其他牢固
5、结合的共价键，如成醚键、酯键或其他牢固结合的共价键，如PAEPAE的环氧基可和纤维羟基形成醚键。的环氧基可和纤维羟基形成醚键。纤维之间的结合纤维之间的结合（5 5）范德华力：）范德华力：即分子间作用力，即分子间作用力，0.4nm0.4nm，分子间吸引分子间吸引力为主要形式；色散力是高分子作用的主要形力为主要形式；色散力是高分子作用的主要形式，且具有加和性式，且具有加和性。（6）物理缠结：物理缠结：纤维之间不发生，加入的纤维之间不发生，加入的聚合物分子间的聚合物分子间的缠结缠结，作用点可以滑移。，作用点可以滑移。6.1.4 6.1.4 影响纸页强度的因素影响纸页强度的因素 浆料纤维本身强度浆料纤
6、维本身强度 纤维之间的结合强度：纤维之间的结合强度：纤维之间的结合面积纤维之间的结合面积 纤维的排列和分布情况，即纸页匀度纤维的排列和分布情况，即纸页匀度 一般强度是指抗张强度一般强度是指抗张强度6.2 6.2 增干强剂增干强剂6.2.1 6.2.1 干增强剂的分类及主要品种干增强剂的分类及主要品种 天然聚合物天然聚合物：淀粉及其改性物、壳聚糖及：淀粉及其改性物、壳聚糖及其改性物、植物胶等。其改性物、植物胶等。合成聚合物合成聚合物：聚丙烯酰胺、乙二醛聚丙烯：聚丙烯酰胺、乙二醛聚丙烯酰胺等酰胺等 。常用商品干强剂：常用商品干强剂：淀粉衍生物：淀粉衍生物：约占约占9595 植物胶：植物胶：约占约占
7、2 2 合成干强剂：合成干强剂：约占约占2 2 其它：约占其它：约占1 1，用于特种纸，用于特种纸。6.2.2 6.2.2 干增强剂的作用机理干增强剂的作用机理（1 1）纸张强度的形成）纸张强度的形成纤维间最主要的结合力来自于纤维间最主要的结合力来自于氢键氢键纤维形成氢键的能力取决于纤维形成氢键的能力取决于-OH-OH纤维的纤维的-OH-OH只有只有0.50.52%2%能形成氢键结能形成氢键结合，合，9898仅体现纤维本身的强度仅体现纤维本身的强度纤维间的结合强度还有很大的提高余地纤维间的结合强度还有很大的提高余地 （2 2）干强剂的增强机理）干强剂的增强机理提高纤维间的结合提高纤维间的结合
8、：氢键氢键，羟基、胺基与纤，羟基、胺基与纤维表面羟基形成氢键结合，增加氢键的数目；维表面羟基形成氢键结合，增加氢键的数目；静电吸附结合静电吸附结合：阳离子基团与纤维上阴离子：阳离子基团与纤维上阴离子基团之间，阴离子基团通过铝离子与纤维形基团之间，阴离子基团通过铝离子与纤维形成静电结合等。成静电结合等。提高纤维分布均匀性提高纤维分布均匀性：使纤维更加均匀地结：使纤维更加均匀地结合，导致纤维间及纤维与高分子之间结合点合，导致纤维间及纤维与高分子之间结合点增加，从而提高干强度。增加，从而提高干强度。改善细小纤维留着和纸页滤水改善细小纤维留着和纸页滤水，从而有利于，从而有利于湿纸页的固化。湿纸页的固化
9、。（3 3）干强剂的增干强特点）干强剂的增干强特点 增加纸中纤维间的结合力增加纸中纤维间的结合力 提高提高以以结合力为主的强度指标结合力为主的强度指标：裂断长、耐折度、裂断长、耐折度、z z向强度、挺度、表面拉向强度、挺度、表面拉毛强度、抗压强度等。毛强度、抗压强度等。6.2.3 淀粉类干增强剂淀粉类干增强剂（1 1）阳离子淀粉）阳离子淀粉 增强：较低增强：较低取代度取代度 兼顾增强和助留助滤：中等兼顾增强和助留助滤：中等取代度取代度 增强作用增强作用氢键作用：氢键作用：由淀粉葡萄糖单元上的由淀粉葡萄糖单元上的羟基羟基与纤维表与纤维表面上的面上的羟基羟基形成形成离子键：离子键：由由阳离子基团阳
10、离子基团与纤维上与纤维上羧基羧基形成形成在纸料组分上的吸附在纸料组分上的吸附比表面积比表面积纤维表面负电荷量纤维表面负电荷量 决定淀粉的吸附量决定淀粉的吸附量 淀粉更易吸附于细小纤维淀粉更易吸附于细小纤维和填料上和填料上 增强效率增强效率吸附在吸附在长纤维长纤维上更有效：上更有效：细小纤维的流失细小纤维的流失 吸附于长纤维更有利于增加纤维间结合吸附于长纤维更有利于增加纤维间结合阳离子淀粉增强剂的使用阳离子淀粉增强剂的使用a.a.糊化：配成糊化：配成1 1的水溶液，加热到糊的水溶液，加热到糊化温度，使发生溶剂化作用，形成淀化温度，使发生溶剂化作用，形成淀粉糊，再与浆料混合。粉糊，再与浆料混合。b
11、.b.添加浓度：应充分添加浓度：应充分混合均匀混合均匀 糊液糊液浓度应低浓度应低，一般，一般不高于不高于1 1；高取代度阳离子淀粉，最好稀释到高取代度阳离子淀粉，最好稀释到0.50.5。c.c.用量：一般用量：一般 2.5 2.5，15pH5时，同时提高纸张湿强度，但效果不如时，同时提高纸张湿强度，但效果不如商品商品PAEPAE，加之价格昂贵，工业实际应用较少。，加之价格昂贵，工业实际应用较少。在酸碱条件下均可提高纸张干强度：酸性条件在酸碱条件下均可提高纸张干强度：酸性条件下可溶，靠静电引力吸附在纤维上，分布更均下可溶，靠静电引力吸附在纤维上，分布更均匀，增强效果比碱性条件好；碱性条件下不溶，
12、匀，增强效果比碱性条件好；碱性条件下不溶，沉淀在纤维上，分布均匀性较差。沉淀在纤维上，分布均匀性较差。壳聚糖壳聚糖增强特点增强特点高分子量壳聚糖比低分子量壳聚糖增强效果好，高分子量壳聚糖比低分子量壳聚糖增强效果好，但过高分子量壳聚糖易引起纤维絮聚，因此，但过高分子量壳聚糖易引起纤维絮聚，因此，喷洒是最有效的加入方式。喷洒是最有效的加入方式。对机械浆也具有增强作用，氢键结合似乎不是对机械浆也具有增强作用，氢键结合似乎不是主要增强机理。主要增强机理。分子量低分子量低、成本高成本高：多与淀粉或其它单体、聚：多与淀粉或其它单体、聚合物接枝。合物接枝。6.2.6 6.2.6 水溶性植物胶水溶性植物胶 刺
13、槐豆胶刺槐豆胶：为线性的半乳糖甘露聚糖，：为线性的半乳糖甘露聚糖，主链由主链由1,41,4连接的连接的b-b-D-吡喃式甘露糖单吡喃式甘露糖单元组成，侧链为单一的元组成，侧链为单一的a a-D-吡喃式半乳吡喃式半乳糖，通过糖，通过1,6连接在主链上。连接在主链上。侧链在主链上的分布不均匀，可视为侧链在主链上的分布不均匀，可视为天然的嵌段共聚物天然的嵌段共聚物 甘露糖：半乳糖甘露糖：半乳糖3:16.1:1刺槐豆胶刺槐豆胶对纸浆的吸附主要靠甘露聚糖主链上的甘对纸浆的吸附主要靠甘露聚糖主链上的甘露残基。露残基。最早作为分散剂最早作为分散剂增强剂增强剂：为为高度亲水性聚合物，具有类似高度亲水性聚合物，
14、具有类似于纤维素的化学结构，这使得它们能够与于纤维素的化学结构，这使得它们能够与纤维产生更多的纤维产生更多的氢键氢键结合。结合。瓜儿胶（瓜儿胶（guar gum)半乳糖甘露聚糖：主链由半乳糖甘露聚糖：主链由1,41,4连接的连接的b-b-D-吡喃式吡喃式甘露糖单元组成，侧链为单一的甘露糖单元组成，侧链为单一的a a-D-吡喃式半吡喃式半乳糖，通过乳糖，通过1,6连接在主链上，平均每两个甘露连接在主链上，平均每两个甘露糖单元连有一个糖单元连有一个a a-D-吡喃式半乳糖，甘露糖：吡喃式半乳糖，甘露糖：半乳糖半乳糖2：1。与纸浆的吸附也主要靠甘露聚糖链段与纸浆的吸附也主要靠甘露聚糖链段侧链越少，越
15、容易与纤维素主链靠近，越易于侧链越少，越容易与纤维素主链靠近，越易于与纤维吸附，有研究认为半乳糖甘露聚糖可与与纤维吸附，有研究认为半乳糖甘露聚糖可与纤维素共结晶。纤维素共结晶。瓜儿胶瓜儿胶瓜儿胶可提高纸张抗战强度、降低撕裂度、增瓜儿胶可提高纸张抗战强度、降低撕裂度、增加纸浆的保水值和打浆度，并提高纸张的匀度。加纸浆的保水值和打浆度，并提高纸张的匀度。用作增强剂的产品多为主链上带用作增强剂的产品多为主链上带阳离子阳离子基团的基团的改性物，这使得它们与纤维间引力增强，最终改性物，这使得它们与纤维间引力增强，最终提高了聚合物的留着率。提高了聚合物的留着率。6.3 6.3 湿增强剂湿增强剂 6.3.1
16、 6.3.1 湿强度和湿强纸湿强度和湿强纸湿强度湿强度：初始湿强度初始湿强度、再湿湿强度再湿湿强度。初始湿强度初始湿强度：是未干燥的湿纸页的强度，：是未干燥的湿纸页的强度，到目前为止，还没有那种助剂可以提高纸到目前为止，还没有那种助剂可以提高纸张的初始湿强度；张的初始湿强度；再湿湿强度再湿湿强度：成品纸经水润湿后的强度。：成品纸经水润湿后的强度。一般的湿强度均指再湿湿强度。一般的湿强度均指再湿湿强度。6.3.1 6.3.1 湿强度和湿强纸湿强度和湿强纸一般纸被水饱和后，只能保留其干强度的一般纸被水饱和后，只能保留其干强度的2 21010左右，加入湿增强剂后，纸张左右，加入湿增强剂后，纸张的湿强
17、度可达到原纸干强度的的湿强度可达到原纸干强度的20204040，甚至，甚至5050。湿强纸湿强纸：纸张的湿强度在其干强度的：纸张的湿强度在其干强度的1515以上的以上的纸张纸张。湿强剂湿强剂：能纸张的湿强度提高到原干强度：能纸张的湿强度提高到原干强度的的1515上的上的助剂助剂。湿强持续的时间湿强持续的时间 非湿强纸非湿强纸：被水饱和后几秒钟内失其强度：被水饱和后几秒钟内失其强度 暂时性湿强纸暂时性湿强纸：仅仅是延长了强度丧失的：仅仅是延长了强度丧失的时间时间永久性湿强纸永久性湿强纸：具有永久性湿强度：具有永久性湿强度相应的湿强剂分别成为相应的湿强剂分别成为暂时性湿强剂暂时性湿强剂和和永永久性
18、湿强剂久性湿强剂。6.3.2 6.3.2 湿强产生机理湿强产生机理 产生湿强度的产生湿强度的方法方法：加强和保护加强和保护已有的已有的纤维间结合；纤维间结合；形成形成对水不敏感的对水不敏感的结合键结合键；添加物与纤维混合添加物与纤维混合形成网络结构形成网络结构。反应机理反应机理：“自交联自交联（或均交联）（或均交联）”机理机理（homo-cross linking mechanismhomo-cross linking mechanism），），加固、新键或加固、新键或共交联共交联”机理机理（reinforcement,new bond,or co-reinforcement,new bond
19、,or co-corsscorss linking mechanism linking mechanism）。）。交联形式交联形式：共价键合、配位键合、氢键及：共价键合、配位键合、氢键及分子间作用分子间作用 自交联特点自交联特点湿强剂湿强剂自身自身的基团互相反应、的基团互相反应、交联交联，由此，由此产生的化学交联会在纤维周围会产生一个产生的化学交联会在纤维周围会产生一个交错的交错的网络结构网络结构，这种化学交联键又难以，这种化学交联键又难以被水水解，从而阻止了纸张中半纤维素、被水水解，从而阻止了纸张中半纤维素、纤维素的纤维素的吸水膨胀吸水膨胀，减少了纸张在润湿条，减少了纸张在润湿条件下的强度损
20、失。件下的强度损失。共交联特点共交联特点湿强剂与湿强剂与纤维素反应纤维素反应形成了形成了化学键化学键（共价（共价键或离子键），同时使其内部存在的键或离子键），同时使其内部存在的氢键氢键增强增强。湿强剂反应基团与纤维素羟基之间。湿强剂反应基团与纤维素羟基之间形成的共价键，不会由于纸张的浸湿而发形成的共价键，不会由于纸张的浸湿而发生断裂。阳离子聚合物湿强剂，还与纤维生断裂。阳离子聚合物湿强剂，还与纤维素表面的阴离子形成素表面的阴离子形成离子键离子键，这些键在数，这些键在数量和强度方面都足以量和强度方面都足以阻止纤维与水的相互阻止纤维与水的相互作用作用，从而产生了湿强度。，从而产生了湿强度。湿强剂作
21、用机理湿强剂作用机理 加入湿强剂后，湿强剂加入湿强剂后，湿强剂吸附在纤维吸附在纤维上，既上，既有吸附的湿强剂与有吸附的湿强剂与纤维间的物理缠结纤维间的物理缠结，又有湿，又有湿强剂分子经干燥后发生化学反应而形成的自身强剂分子经干燥后发生化学反应而形成的自身分子间或与纤维间的化学键合（分子间或与纤维间的化学键合（自交联自交联和和共交共交联联）。当纸页再度润湿时，由于物理的）。当纸页再度润湿时，由于物理的交织交织作作用和湿强剂干燥后的用和湿强剂干燥后的难溶性、不润胀的硬化难溶性、不润胀的硬化作作用，从而使湿强剂用，从而使湿强剂定着定着在纤维之间，以阻止水在纤维之间，以阻止水分子分子渗入渗入纤维孔隙中
22、，纤维孔隙中，避免避免纤维因吸水润胀而纤维因吸水润胀而破坏破坏纤维结合，从而产生了湿强度。纤维结合，从而产生了湿强度。6.3.3 6.3.3 常用的湿增强剂常用的湿增强剂 湿强剂特征湿强剂特征 必须是必须是高聚物高聚物，并有一定的力学强度来保，并有一定的力学强度来保护纤维间结合不受润胀和损坏；护纤维间结合不受润胀和损坏；必须是必须是阳离子阳离子型的，可吸附在带负电荷的型的，可吸附在带负电荷的纤维上，并达到快速完全地留着；纤维上，并达到快速完全地留着；必须是必须是水溶性水溶性的或的或水分散水分散型的，以保证在型的，以保证在浆料中分布均匀；浆料中分布均匀；必须能形成必须能形成化学网络化学网络结构，
23、反应为结构，反应为热固型热固型，使纸张对水的润胀有一定的抵抗力。使纸张对水的润胀有一定的抵抗力。(1)(1)脲醛树脂脲醛树脂 (UF)(UF)常用在造纸湿强剂的是二羟甲基脲常用在造纸湿强剂的是二羟甲基脲乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺以及一或二乙醇乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺以及一或二乙醇胺等对脲醛树脂进行阳离子化胺等对脲醛树脂进行阳离子化 脲醛树脂增湿强机理脲醛树脂增湿强机理阳离子的脲醛树脂能直接阳离子的脲醛树脂能直接吸附吸附在纸浆纤维在纸浆纤维上上，在，在酸性酸性条件下条件下干燥干燥时发生分子间交联时发生分子间交联反应。反应。UFUF树脂完全是靠树脂完全是靠自身自身的交联反应，在纤的交联反
24、应，在纤维的周围形成维的周围形成疏水疏水的网状结构，可以的网状结构，可以限制限制纤维的纤维的润胀润胀以达到提高纸页湿强度的作用。以达到提高纸页湿强度的作用。脲醛树脂的应用脲醛树脂的应用1 15 5的溶液过滤后加在调浆之后、冲浆的溶液过滤后加在调浆之后、冲浆泵之前泵之前未完全稀释的浆料未完全稀释的浆料中，加入量中，加入量0.53%0.53%。白水或上网白水或上网pHpH值值4.554.55，高于高于5.55.5不经济。不经济。纸张离机纸张离机熟化两周熟化两周后才能达到最大湿强度。后才能达到最大湿强度。如果测定：刚下机纸页要在如果测定：刚下机纸页要在130130o oC C下烘下烘5min5min
25、。（2 2）三聚氰胺甲醛树脂）三聚氰胺甲醛树脂(MF)(MF)经酸化后，形成阳离子胶体经酸化后，形成阳离子胶体 交联反应交联反应形成亚形成亚甲基醚键甲基醚键的交联对于提高纸张湿的交联对于提高纸张湿强度很重要，强度很重要，自交联，少量共交接联，自交联，少量共交接联，增湿强机理同增湿强机理同UFUF三聚氰胺甲醛树脂的应用三聚氰胺甲醛树脂的应用商品溶液或加入前的预备液商品溶液或加入前的预备液pH 22.5pH 22.5，含，含游离甲醛游离甲醛（起稳定作用）。（起稳定作用）。加入量加入量0.11%0.11%，添加同，添加同UFUF。固化固化pH44.5pH44.5，但可在，但可在更高的更高的pHpH下
26、获得可下获得可接受的湿强度。接受的湿强度。少量硫酸铝有益，过多具有破坏作用，用硫少量硫酸铝有益，过多具有破坏作用，用硫酸和硫酸铝混合后调酸和硫酸铝混合后调pHpH值。值。纸张离机纸张离机1010天天之后达到其最高湿强度。之后达到其最高湿强度。MFMF与与UFUF比较比较MFMF比比UFUF价格高价格高MFMF纸暴露于某些化学品中时能纸暴露于某些化学品中时能保持湿强保持湿强度度。MFMF纸对纸对pHpH的依赖性的依赖性较较UFUF纸纸小小，可略高，可略高于于4.54.5。MF MF 熟化快熟化快，新纸的强度较高，新纸的强度较高相同用量下相同用量下MFMF应用效果比应用效果比UFUF好好。三聚氰胺
27、甲醛树脂的适用性三聚氰胺甲醛树脂的适用性耐耐碱性标签纸、耐溶剂性洗衣房标签纸、滤碱性标签纸、耐溶剂性洗衣房标签纸、滤纸和砂纸等纸和砂纸等白水白水pHpH不能降低到不能降低到4.54.5时生产的湿强纸时生产的湿强纸需在机内加工或仅需要需在机内加工或仅需要短期短期贮存后加工的纸贮存后加工的纸种，如涂布原纸。种，如涂布原纸。需要尽可能需要尽可能柔软柔软和和平滑平滑的纸种，如皱纹手巾，的纸种，如皱纹手巾，获相同湿强度时用获相同湿强度时用MFMF比用比用UFUF需要量少。需要量少。UFUF和和MFMF树脂的特点树脂的特点UFUF和和MFMF树脂自身没有施胶作用，但树脂自身没有施胶作用，但提高松提高松香施
28、胶作用香施胶作用，生产吸收类湿强纸时必须保证，生产吸收类湿强纸时必须保证浆料不会来自再生纸的松香胶。浆料不会来自再生纸的松香胶。会释放出会释放出甲醛甲醛，对人体有刺激作用，如果降，对人体有刺激作用，如果降低甲醛含量，产品贮存器缩短；生产中必须低甲醛含量，产品贮存器缩短；生产中必须对释放出的游离甲醛进行处理。对释放出的游离甲醛进行处理。但对荧光增白剂没有明显影响。但对荧光增白剂没有明显影响。损纸再碎浆损纸再碎浆损纸应损纸应尽快尽快碎浆，随着熟化的进行，碎浆越碎浆，随着熟化的进行，碎浆越来越难。来越难。应在应在pH34pH34、温度、温度60608080o oC C的条件下碎的条件下碎浆。浆。含含
29、MFMF的纸张的纸张比比含含UFUF的纸张更的纸张更难难碎解。碎解。（3 3）聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂）聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂(PAE)(PAE)两种功能基：两种功能基：氮杂环氮杂环、环氧化物环氧化物功能基功能基PAE PAE 性质性质部分交联，含有叔胺和季铵，阳离子性部分交联，含有叔胺和季铵，阳离子性10102020水溶液，酸性水溶液，酸性碱性碱性条件下交联条件下交联 PAE PAE 作用机理作用机理自交联自交联：分子链上的：分子链上的氮杂环氮杂环与另一分子链上与另一分子链上的第二个的第二个游离氨基游离氨基产生交联反应，形成分子产生交联反应，形成分子自身聚合的交联网络，在纤维周围产生一个自
30、身聚合的交联网络，在纤维周围产生一个交错链状结构，在一定程度上交错链状结构，在一定程度上限制限制了纤维的了纤维的润胀润胀从而增加了湿强度。从而增加了湿强度。共交联共交联：杂氮环杂氮环与在两个纤维上的与在两个纤维上的羟羟基基产生产生交联反应，交联反应，PAEPAE与相邻纤维上的部分羧基形与相邻纤维上的部分羧基形成新的结合键，其中亚甲基醚键等成新的结合键，其中亚甲基醚键等抗水抗水的共的共价键的交联网络的形成对增加纸的湿强度最价键的交联网络的形成对增加纸的湿强度最为关键。为关键。影响影响PAEPAE增湿强作用的因素增湿强作用的因素 浆种：浆种：PAEPAE树脂对树脂对木浆木浆的湿强效果的湿强效果好于
31、好于草浆和棉浆草浆和棉浆。打浆度：随着打浆度的打浆度：随着打浆度的提高提高，纤维比表，纤维比表面积增加，纤维对面积增加，纤维对PAEPAE树脂的吸附能力增树脂的吸附能力增大使其在浆料中的留着率得以提高，因此大使其在浆料中的留着率得以提高，因此在一定打浆度范围内（在一定打浆度范围内（20206060o oSRSR），），干、湿强度均随打浆度升高而干、湿强度均随打浆度升高而升高升高。影响影响PAEPAE增湿强作用的因素增湿强作用的因素 pHpH值：值：pHpH值对纤维的功能基团（如羧基）值对纤维的功能基团（如羧基）的电离状态及加入的的电离状态及加入的PAEPAE树脂的正电荷强度树脂的正电荷强度影响
32、较大。在影响较大。在pHpH值值6 68 8范围内，范围内，PAEPAE效果效果最佳，适合最佳，适合中性、微碱性中性、微碱性抄纸。抄纸。添加量：在添加量：在0.250.251.01.0范围内，随着范围内，随着添加量的增加，湿强度提高，超过了这个范添加量的增加，湿强度提高，超过了这个范围湿强增加量大大减小，这与围湿强增加量大大减小，这与ZetaZeta电位有电位有关。关。影响影响PAEPAE增湿强作用的因素增湿强作用的因素 细小纤维留着率：因细小纤维吸附树脂细小纤维留着率：因细小纤维吸附树脂的能力是长纤维的十几倍，所以细小纤维的能力是长纤维的十几倍，所以细小纤维的的一次留着率一次留着率是影响是影
33、响PAEPAE树脂效果的关键树脂效果的关键因素，这也是添加助留剂与因素，这也是添加助留剂与PAEPAE树脂共用树脂共用会大幅提高湿强效果的一个重要原因。会大幅提高湿强效果的一个重要原因。PAEPAE湿强剂的应用湿强剂的应用与与阴离子聚合物阴离子聚合物的共用技术的共用技术:PAE:PAE树脂与阴树脂与阴离子聚合物如与离子聚合物如与APAM,CMC,APAM,CMC,淀粉黄原酸淀粉黄原酸钠共用，可形成双聚合物助留体系，提高细钠共用，可形成双聚合物助留体系，提高细小纤维和小纤维和PAEPAE留着率。留着率。与与硫酸铝硫酸铝共用：硫酸铝中和阴离子干扰物，共用：硫酸铝中和阴离子干扰物，提高提高PAEPA
34、E在纤维上的吸附量。在纤维上的吸附量。(4)(4)聚乙烯亚胺聚乙烯亚胺(PEI)(PEI)PEIPEI不用熟化就能产生湿强度；不用熟化就能产生湿强度；产生的湿强度高于热固性树脂；产生的湿强度高于热固性树脂；持续的浸泡，特别是在酸性条件下可持续的浸泡，特别是在酸性条件下可导致湿强度的损失。导致湿强度的损失。PEIPEI树脂产生湿强的机理假说树脂产生湿强的机理假说 PEIPEI大分子链上的大分子链上的质子化质子化氨基基团形成大量的氨基基团形成大量的离子键离子键，水分子不可能在短时间内全部破坏，水分子不可能在短时间内全部破坏这种结合，但对同样含有大量氨基的其它树这种结合，但对同样含有大量氨基的其它树
35、脂的研究却发现没有任何湿强效果。脂的研究却发现没有任何湿强效果。PEIPEI中的中的氨基氨基与纤维间形成大量的与纤维间形成大量的氢键氢键，短时，短时间内不会被水分子全部破坏，但其他能产生间内不会被水分子全部破坏，但其他能产生氢键的聚合物，没有发现同样的结果。氢键的聚合物，没有发现同样的结果。高分支的高分支的PEIPEI粒子粒子进入进入纤维的缝隙和孔洞，形纤维的缝隙和孔洞，形成结合力。成结合力。PEIPEI的氨基与纤维的的氨基与纤维的羧基羧基反应形成反应形成酰胺键酰胺键，但，但这需要比造纸干燥过程更高的反应温度。这需要比造纸干燥过程更高的反应温度。（5 5）双醛淀粉（）双醛淀粉（DASDAS ）
36、产生产生“暂时性暂时性”湿强湿强 纸页干燥后不需再经过后处理即可达到最大湿强纸页干燥后不需再经过后处理即可达到最大湿强度度 。损纸或废纸极易解离和处理损纸或废纸极易解离和处理（6 6）环境友好湿强剂）环境友好湿强剂聚羧酸类：聚羧酸类：聚羧酸与纤维素羟基形成聚羧酸与纤维素羟基形成酯酯，其湿强，其湿强度度/干强度可超过干强度可超过6060。处理后。处理后尺寸稳定尺寸稳定性性和和挺度提高挺度提高，而且处理过的纸页中的酯，而且处理过的纸页中的酯交联在室温条件下可交联在室温条件下可水解水解，因而该湿强纸，因而该湿强纸易回收易回收。缺点是处理后纸页。缺点是处理后纸页耐折度耐折度和和抗张抗张能量吸收能量吸收
37、显著显著下降下降。聚羧酸聚羧酸纸张耐折度下降原因：纸浆纤维具有多孔性，纸张耐折度下降原因：纸浆纤维具有多孔性，PMAPMA、TPMATPMA等分子穿过纤维细胞壁微孔渗入等分子穿过纤维细胞壁微孔渗入纤维内部产生纤维内部产生内交联内交联。较高分子量的聚乙烯马来。较高分子量的聚乙烯马来酸（酸（EMAEMA）处理纸张，更有效，但尺寸稳定性、）处理纸张，更有效，但尺寸稳定性、湿挺度方面效果较差。湿挺度方面效果较差。戊二醛戊二醛戊二醛能在戊二醛能在较低温度较低温度下改善纸张的下改善纸张的湿强度湿强度，但同时降低了纤维的伸缩性，导致纸张的伸但同时降低了纤维的伸缩性，导致纸张的伸长率、耐折度、抗张能量吸收下降
38、。长率、耐折度、抗张能量吸收下降。戊二醛与聚乙烯醇戊二醛与聚乙烯醇一起用作造纸湿强剂，一起用作造纸湿强剂，促促进了纤维间交联网的形成，既改善了湿强度进了纤维间交联网的形成，既改善了湿强度又改善了干强度和耐折度。又改善了干强度和耐折度。壳聚糖类壳聚糖类分子结构中有多个羟基和氨基，具有形成分子结构中有多个羟基和氨基，具有形成氢氢键键的能力，对纤维有足够的粘合强度并能在的能力，对纤维有足够的粘合强度并能在纤维间架桥，纤维间架桥，成膜性成膜性。在酸性条件下，分子。在酸性条件下，分子链上有许多正电荷中心和羟基，易与纤维形链上有许多正电荷中心和羟基，易与纤维形成成静电静电结合和生成结合和生成氢键氢键。所以
39、壳聚糖是一种。所以壳聚糖是一种理想的纸张增强剂。增强效果与其脱乙酰度理想的纸张增强剂。增强效果与其脱乙酰度有关，脱乙酰度增加，增强效果增加。有关，脱乙酰度增加，增强效果增加。（7 7）对传统湿强树脂的改进）对传统湿强树脂的改进 乙二醛乙二醛/尿素树脂尿素树脂：传统的脲醛树脂有游离：传统的脲醛树脂有游离甲醛的危害，但它的湿强效果较好且成本甲醛的危害，但它的湿强效果较好且成本低廉，用乙二醛部分或全部代替甲醛与尿低廉，用乙二醛部分或全部代替甲醛与尿素合成的树脂产物有明显的湿强效果。素合成的树脂产物有明显的湿强效果。聚丙烯酰胺乙二醛树脂聚丙烯酰胺乙二醛树脂 ：用作湿强剂，：用作湿强剂，在保持湿强效果的同时有在保持湿强效果的同时有损纸易回用损纸易回用、不、不含有机氯、熟化时间短的优点，用于湿强含有机氯、熟化时间短的优点，用于湿强要求不高的生活用纸优势明显；对湿强要要求不高的生活用纸优势明显；对湿强要求较高的纸种，该产品与求较高的纸种，该产品与PAEPAE树脂配合使树脂配合使用可取得比单独使用用可取得比单独使用PAEPAE更优的效果。更优的效果。本章重点本章重点增干强机理、增干强特点增干强机理、增干强特点淀粉类增干强剂、聚丙烯酰胺类增干强剂淀粉类增干强剂、聚丙烯酰胺类增干强剂特点特点湿强产生机理和增湿强机理湿强产生机理和增湿强机理湿强剂特征、常用湿强剂特点湿强剂特征、常用湿强剂特点
